Variables del Estado Gaseoso
Presión
Manómetro: Instrumento para medir la presión de los gases. La presión atmosférica al nivel del mar y a 45° de latitud es de 1 atmósfera. La presión puede ser:
- Absoluta: Referida al cero absoluto de presión.
- Relativa: Referida a la presión atmosférica.
Leyes de los Gases
Ley de Boyle
A temperatura constante, el volumen de una masa de gas es inversamente proporcional a la presión a la que está sometido.
Ley de Charles
El volumen de una cantidad fija de gas a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Ley de Gay-Lussac
Todos los gases se dilatan igual por los mismos grados de calor, independientemente de su densidad, solubilidad o naturaleza.
Ley de Dalton de las Presiones Parciales
En una mezcla de gases, cada gas ejerce una presión igual a la que ejercería si estuviera solo ocupando el mismo volumen y a la misma temperatura de la mezcla; la presión total es la suma de las presiones parciales.
Ley de Difusión de Graham
La velocidad de difusión de los gases es inversamente proporcional a las raíces cuadradas de sus densidades.
Ley del Gas Ideal y Principio de Avogadro
Principio de Avogadro: Volúmenes iguales de diferentes gases a las mismas condiciones de presión y temperatura tienen el mismo número de moléculas.
Número de Avogadro: Representa el número de átomos, moléculas o iones contenidos en 1 mol de una sustancia.
Ácidos y Bases
Formación de Ácidos
Ácido oxácido: Se forma al combinar un óxido ácido (anhídrido) con agua.
Ácido hidrácido: Se forma al combinar un hidruro no metálico de un elemento halógeno con agua.
Reacción de Neutralización
La mezcla de un ácido con una base produce una reacción de neutralización.
Formación de Bases
Una base o hidróxido se forma al combinar un óxido básico con agua.
Propiedades de Ácidos y Bases
Ácidos
- Sabor agrio.
- Cambian el color de indicadores como el azul de bromotimol y el naranja de metilo.
- Reaccionan con metales liberando gas hidrógeno (H₂).
Bases
- Sabor amargo.
- Tacto resbaladizo o jabonoso.
- Cambian el color de indicadores como la fenolftaleína.
- Neutralizan ácidos formando sales y agua.
- Conducen la corriente eléctrica.
Teorías Ácido-Base
Teoría de Arrhenius
Un ácido produce iones H⁺ en disolución acuosa, mientras que una base produce iones OH⁻.
Teoría de Brønsted-Lowry
Un ácido es un donador de protones (H⁺), y una base es un aceptor de protones.
Teoría de Lewis
Un ácido acepta un par de electrones, y una base dona un par de electrones.
Resumen
- Los ácidos y bases son funciones químicas inorgánicas formadas por la combinación de óxidos con agua.
- Las propiedades de ácidos y bases son opuestas.
- Las teorías de Arrhenius, Brønsted-Lowry y Lewis explican el comportamiento de ácidos y bases.
- La fuerza de un ácido o base depende de su grado de disociación en agua.
Autoionización del Agua y Escalas de pH y pOH
Autoionización del Agua
El agua pura se ioniza en pequeña medida, formando iones H⁺ y OH⁻.
Escalas de pH y pOH
El pH mide la acidez y el pOH mide la basicidad.
- pH bajo: Solución ácida.
- pH alto: Solución básica.
- pH = 7 o pOH = 7: Solución neutra.